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绪论1

第1章 信号及其描述5

1.1 信号的分类5

1.2 信号的描述9

1.2.1 周期信号的描述9

1.2.2 非周期信号的描述14

1.2.3 随机信号的描述20

1.3 几种典型信号的频谱23

1.3.1 单位脉冲函数（δ函数）的频谱23

1.3.2 矩形窗函数和常值函数的频谱26

1.3.3 指数函数的频谱26

1.3.4 符号函数和单位阶跃函数的频谱27

1.3.5 谐波函数的频谱28

1.3.6 周期单位脉冲序列的频谱28

习题29

第2章 信号的分析与处理31

2.1 信号的时域分析31

2.1.1 特征值分析31

2.1.2 概率密度函数分析34

2.2 信号的相关分析37

2.2.1 相关系数37

2.2.2 自相关分析37

2.2.3 互相关分析40

2.2.4 相关分析的应用43

2.3 信号的频域分析45

2.3.1 巴塞伐尔（Paseval）定理45

2.3.2 功率谱分析及其应用46

2.3.3 相干函数52

2.3.4 倒谱分析53

2.4 数字信号处理基础57

2.4.1 数字信号处理的基本步骤57

2.4.2 时域采样和采样定理58

2.4.3 截断、泄漏和窗函数60

2.4.4 频域采样与栅栏效应63

2.4.5 DFT和FFT65

习题69

第3章 测试系统的特性71

3.1 线性系统及其主要性质71

3.2 测试系统的静态特性73

3.2.1 非线性度73

3.2.2 灵敏度74

3.2.3 分辨力74

3.2.4 回程误差75

3.2.5 漂移75

3.3 测试系统的动态特性75

3.3.1 传递函数75

3.3.2 频率响应函数76

3.3.3 脉冲响应函数77

3.3.4 环节的串联和并联77

3.3.5 一阶和二阶系统的特性78

3.4 测试系统在典型输入下的响应82

3.5 实现不失真测试的条件84

3.6 测试系统特性参数的测定85

3.6.1 测试系统静态特性的测定85

3.6.2 测试系统动态特性的测定86

习题88

第4章 常用传感器90

4.1 传感器概述90

4.1.1 传感器的分类90

4.1.2 传感器技术的主要应用91

4.1.3 传感器技术的发展趋势92

4.2 传感器的选用93

4.2.1 传感器的主要技术指标93

4.2.2 传感器的选用原则93

4.3 电阻式传感器95

4.3.1 电阻应变式传感器95

4.3.2 压阻式传感器99

4.3.3 变阻式传感器100

4.4 电感传感器102

4.4.1 自感式传感器102

4.4.2 互感式传感器106

4.4.3 压磁式传感器107

4.5 电容传感器109

4.6 压电传感器114

4.7 磁电传感器116

4.7.1 磁电感应传感器117

4.7.2 霍尔传感器118

4.8 光电传感器120

4.8.1 光电效应及光电器件120

4.8.2 光电传感器的应用122

4.9 光纤传感器124

4.10 其他类型传感器126

4.10.1 气敏传感器126

4.10.2 湿度传感器126

4.11 传感器在汽车上的综合应用127

习题129

第5章 信号的调理与记录130

5.1 电桥130

5.1.1 直流电桥130

5.1.2 交流电桥132

5.2 信号的放大与隔离134

5.2.1 基本放大器134

5.2.2 测量放大器135

5.2.3 隔离放大器136

5.3 调制与解调138

5.3.1 幅值调制与解调138

5.3.2 频率调制与解调142

5.4 滤波器145

5.4.1 滤波器分类145

5.4.2 理想滤波器与实际滤波器146

5.4.3 恒带宽比和恒带宽滤波器150

5.4.4 无源滤波器与有源滤波器152

5.4.5 数字滤波器156

5.5 信号记录装置157

5.5.1 磁光盘记录器157

5.5.2 高速摄像仪159

5.5.3 数字存储示波器159

习题162

第6章 现代测试系统164

6.1 计算机测试系统的基本组成164

6.1.1 多路模拟开关164

6.1.2 A/D转换与D/A转换165

6.1.3 采样保持（S/H）169

6.1.4 多通道数据采集系统的组成方式170

6.2 计算机测试系统的总线技术170

6.2.1 总线的基本概念及其标准化171

6.2.2 总线的通信方式171

6.2.3 测控系统内部总线172

6.2.4 测控系统外部总线175

6.3 虚拟仪器179

6.3.1 虚拟仪器的出现180

6.3.2 虚拟仪器的硬件系统181

6.3.3 虚拟仪器的软件系统182

6.3.4 基于LabVIEW的虚拟仪器示例182

6.3.5 虚拟仪器的发展趋势184

6.4 网络化测试仪器184

6.4.1 基于现场总线技术的网络化测控系统185

6.4.2 面向Internet的网络测控系统186

6.4.3 网络化测试仪器与系统实例187

习题189

第7章 振动的测量190

7.1 振动的基础知识190

7.1.1 振动的类型及其表征参数190

7.1.2 单自由度系统的受迫振动192

7.2 振动的激励与激振器194

7.2.1 振动的激励194

7.2.2 激振器196

7.3 振动测量与测振传感器200

7.3.1 常用测振传感器200

7.3.2 振动量的测量208

7.3.3 机械振动参数的估计210

7.3.4 测振装置的校准215

7.4 位移的测量216

7.4.1 位移测量与测量传感器216

7.4.2 位移测量应用实例218

习题221

第8章 噪声的测量222

8.1 噪声测量的主要参数222

8.1.1 声压与声压级222

8.1.2 声强与声强级223

8.1.3 声功率及声功率级223

8.1.4 多声源的噪声强度224

8.2 噪声的分析方法与评价225

8.2.1 噪声的频谱分析225

8.2.2 噪声的响度分析及评价226

8.3 噪声测量仪器230

8.3.1 传声器230

8.3.2 声级计231

8.3.3 声级计的校准232

8.4 噪声测量及其应用232

8.4.1 噪声测量应注意的问题232

8.4.2 声功率的测量和计算234

8.4.3 噪声诊断的应用235

习题236

第9章 力、扭矩、压力的测量237

9.1 力的测量237

9.1.1 应力、应变的测量237

9.1.2 力的测量装置242

9.2 扭矩的测量247

9.2.1 应变式扭矩测量248

9.2.2 压磁式扭矩测量251

9.2.3 磁电感应式扭矩测量251

9.2.4 光电式扭矩测量252

9.3 压力的测量252

9.3.1 压力测量弹性元件252

9.3.2 压力测量装置255

习题256

第10章 温度的测量258

10.1 温度标准和测量方法258

10.1.1 温度的测量方法258

10.1.2 温标及其传递259

10.2 热电偶温度计261

10.2.1 热电效应和热电偶261

10.2.2 热电偶基本定律263

10.2.3 标准化热电偶264

10.3 热电阻温度计268

10.3.1 金属电阻温度计268

10.3.2 半导体热敏电阻270

10.4 非接触式测温法271

10.4.1 全辐射温度计272

10.4.2 光学高温计和光电高温计273

10.4.3 比色高温计274

10.4.4 红外测温274

习题275

第11章 流量的测量276

11.1 容积式流量计276

11.1.1 椭圆齿轮流量计276

11.1.2 腰轮转子流量计277

11.1.3 齿轮流量计278

11.2 压差式流量计279

11.2.1 压差式流量计的计算公式279

11.2.2 节流装置280

11.3 流体阻力式流量计280

11.3.1 转子流量计（浮子流量计）280

11.3.2 靶式流量计281

11.4 速度式流量计283

11.4.1 涡轮流量计283

11.4.2 超声波流量计284

11.4.3 电磁流量计286

习题287

第12章 测量误差理论与数据处理288

12.1 测量误差的基本理论288

12.1.1 测量误差的定义及其表示法288

12.1.2 测量误差的分类289

12.1.3 有效数字和数据舍入运算规则291

12.1.4 测量结果的评价292

12.2 测量误差的影响及其消除292

12.2.1 随机误差的统计特性与分析处理292

12.2.2 系统误差的发现与消除方法295

12.2.3 疏失误差的消除方法与判别准则299

12.3 数据处理的一般方法302

12.3.1 最小二乘法303

12.3.2 回归分析307

习题312

附录 实验指导原则314

常用术语（词汇）中英文对照表316

参考文献323